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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
PROGRAMA DE MAESTRÍA Y DOCTORADO EN CIENCIAS QUÍMICAS 
 
“ESTUDIO DE LA REACTIVIDAD DE LAS SALES DE 
DIFERROCENILCICLOPROPENILO CON BIS-1,4-
HETERONUCLEÓFILOS” 
TESIS 
PARA OPTAR POR EL GRADO DE 
DOCTORA EN CIENCIAS 
PRESENTA 
M. EN. C. JESSICA JAZMÍN SÁNCHEZ GARCÍA 
TUTOR: DRA. ELENA IVANOVNA KLIMOVA, FACULTAD DE QUÍMICA 
 
COMITÉ TUTOR: DR. CECILIO ALVAREZ TOLEDANO, INSTITUTO DE 
QUÍMICA, UNAM, DR. JOSÉ GUILLERMO PENIERES CARRILLO, FES, 
CUAUTITLÁN. 
 
CIUDAD DE MÉXICO, OCTUBRE DEL 2018 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
2 
 
“Estudio de la reactividad de las sales 
de diferrocenilciclopropenilo con 
 bis-1,4-heteronucleófilos” 
 
 
 
 
 
 
Presenta 
Jessica Jazmín Sánchez García 
 
 
 
 
 
 
 
Tutor: 
Dra. Elena Ivanovna Klimova 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2018 
 
Universidad Nacional Autónoma de México 
 
Programa de Maestría y Doctorado en Ciencias Químicas 
 
Comité Tutor: 
Tutor Dra. Elena Ivanovna Klimova Facultad de Química 
Comité Dr. Cecilio Alvarez Toledano Instituto de Química, UNAM 
Comité Dr. José Guillermo Penieres 
Carrillo 
FES Cuautitlán 
 
Jurado Asignado: 
 
Presidente Dra. Lena Ruiz Azuara Facultad de Química, UNAM 
Vocal Dr. José Norberto Farfán García Facultad de Química, UNAM 
Vocal Dra. Elizabeth Gómez Pérez Instituto de Química, UNAM 
Vocal Dr. Daniel Méndez Iturbide Universidad Autónoma de 
Tlaxcala 
Secretario Dr. Ernesto Rivera García Instituto de Investigaciones. en 
Materiales, UNAM 
 
 
 
 
 
 
 
El presente trabajo se desarrolló en el laboratorio 201, del Edificio “F”, del 
departamento de Química Orgánica, de la Facultad de Química en la 
Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), bajo la dirección de la Dra. 
Elena Klimova Ivanovna, con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y 
Tecnología (CONACyT) con la beca número 273449, al programa (CONACYT 
Ciencia básica No. 251437), al programa de Apoyo a la Investigación y el 
posgrado (PAIP-5000-9059) y al programa de Apoyo a Proyectos de 
Investigación e Innovación Tecnológica (PAPIIT-IN-217318). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
"Me lo contaron y lo olvidé; lo vi y lo entendí; 
lo hice y lo aprendí". 
 
 
Confucio (551- 478 a. C.) 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 A todas las personas que he tenido su apoyo incondicional en mi vida, y 
porque de ellos he aprendido. 
A la Universidad Nacional Autónoma de México, por todas las oportunidades 
que me ha brindado en la realización de mis estudios, a la Facultad de Química 
de la UNAM por permitirme desarrollarme íntegramente. 
Al Programa de Maestría y Doctorado en Ciencias Químicas por todos los 
apoyos que me han sido otorgados durante mis estudios. 
A todo el personal de la Coordinación del Posgrado en Ciencias Químicas, a 
Q.F.B. Josefina Tenopala, por el apoyo que siempre me brindó para la 
realización de mis estudios de posgrado. 
A la USAII por todos los estudios de espectroscopia (IR, RMN), espectrometría 
de masas, análisis elemental y en especial al Dr. Marcos Flores por los estudios 
de difracción de rayos X de Monocristal, a la Q. Marisela Gutiérrez Franco por 
los análisis de infrarrojo, a la Dra. Minerva Monroy Barreto, a la M. en C. Nayeli 
López Balbiaux, al M. en I. Víctor Hugo Lemus Neri, a la M. en C. Rosa Isela del 
Villar Flores, a la Q. Georgina Duarte Lisci, a la M. en C. Margarita Guzmán 
Villanueva, por todos los análisis que me proporcionaron. 
 
Un agradecimiento al Instituto de Materiales, en especial al M. en C. Gerardo 
Cedillo Valverde, por los Análisis de RMN que me permitieron continuar con el 
trabajo experimental. 
 
Al M. en C. Josué Solís Huitrón, por todo el apoyo brindado durante estos años. 
 
A la Dra. Elena Ivanovna Klimova por todo el apoyo recibido durante estos 
años. 
A los miembros de mi comité tutor y mi comité tutor ampliado, a los Doctores: 
Cecilio Álvarez Toledano, José Guillermo Penieres Carrillo, Lena Ruiz Azuara, 
Noé Zúñiga, por sus valiosos comentarios y sugerencias que hicieron posible 
continuar con este trabajo. 
 
A los miembros del jurado: Dra. Lena Ruiz Azuara, Dr. José Norberto Farfán 
García, Dr. Ernesto Rivera García, Dra. Elizabeth Gómez Pérez y al Dr. Daniel 
Méndez Iturbide, que con sus aportaciones me permitieron mejorar la calidad y 
enriquecer este trabajo de investigación. 
 
 
 
Participación en Reuniones Académicas 
 
 16th International Conference, Polymers and Organic Chemistry, Crete, Grecia, 
13-16 junio 2016. 
 9th International Symposium “Molecular Mobility and Order in Polymer Systems” en 
St. Petersburg, Peterhof, Rusia, 19-24 Junio 2017. 
 18th International Conference on Biological Inorganic Chemistry, Florianapolis, 
Brasil, 31-julio - 04-agosto 2017. 
 
Publicaciones generadas 
 
 N-alkyl-2-(1,2-diferrocenylvinyl)-4,5-dihydrooxazolinium salts, multi-
component synthesis and breaking of their heterocyclic systems, Jessica J. 
Sanchez Garcia, Marcos Flores-Alamo, Mark E. Martinez Klimov, Elena I. 
Klimova, Pure and Appliied Chemistry, 88-12 (2016) 1129-1142; DOI 
10.1515/pac-2016 
 1-Alkyl-2-(Z-1,2-diferrocenylvinyl)oxazolinium tetrafluoroborates: synthesis, 
characterization and nucleophilic ring opening, Jessica J. Sánchez García, Marcos 
Flores-Alamo, Dénis E. Chirinos Flores and Elena I. Klimova, Mendeleev Commun., 
27 (2017) 1–4, DOI: 10.1016/j.mencom.2017.01.007 
 Reactiones of 2,3-diferrocenylcyclopropenilium salts with bis-1,4-N,O-
nucleophiles: Novel synthesis, characterization, chemical and electrochemical 
properties of the 2-(Z-1´,2´-diferrocenylvinyl)-4,5-dihydrooxazole derivates. 
Jessica J. Sánchez García, Marcos Flores-Alamo, Luis Ortiz-Frade, Elena I. Klimova 
Journal of Organometallic Chemistry, 842 (2017) 21-31. 
https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2017.05.002 
 Diferrocenyl(areno)oxazoles, spiro(arenooxazole)cyclopropenes, quinolines and 
areno[1,4-]oxazines: Synthesis, characterization and study of their antitumor 
activity, Jessica J. Sánchez García, Marcos Flores-Álamo, Elena Martínez-Klimova, 
Teresa Ramírez Apan, Elena I. Klimova, Journal Organometallic chemistry 867 
(2018) 312-322, https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2018.01.026 
 
 
https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2017.05.002
 
Índice de compuestos: 
 
Capítulo II: Anillos de tres miembros 
 
 
1,2-bis-Nucleófilos 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo III 
 
 
 
 
 
Indice de compuestos 
9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo IV 
 
 
 
 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
Abreviaturas 
APCI Ionización química a presión atmosférica 
c Señal cuádruple 
°C Grados Celsius 
Cipso Carbono ipso 
Cp Ciclopentadienilo (s) 
d Señal doble 
DMSO Dimetil-sulfóxido 
EM IE+ Espectrometría de masas por impacto electrónico de iones positivos 
FAB+ Modo de ionización por bombardeo rápido de átomos 
Fc Ferroceno 
Hz Hertz 
J Constante de acoplamiento 
m Señal múltiple 
M Concentraciónmolar (mol/L) 
mmol Milimol 
nm Nanómetros 
m/z Masa por unidad de carga 
Pf Punto de fusión 
ppm Partes por millón 
RMN de 1H Resonancia Magnética Nuclear de Hidrógeno 1 
RMN de 13C Resonancia Magnética Nuclear de Carbono 13 
δ Desplazamiento químico 
s Señal de simple 
t Señal de triple 
λ Longitud de onda en nm 
ν Número de onda en cm-1 
 
 
 
1 
 
Tabla A. Distancia de enlace en grupos orgánicos 
 
Enlaces sencillos * Longitud de 
enlace, Å 
 Enlaces dobles * Longitud de 
enlace, Å 
H-H 0.74 O=O 1.21 
F-F 1.42 C=O (en aldehídos) 1.22 
Cl-Cl 1.98 C=O (en cetonas) 1.21 
Br-Br 2.28 C=O 1.20 
I-I 2.67 C=C 1.35 
O-O 1.48 C=C (en C2H6) 1.353 
N-N 1.45 C=N 1.28 
C-C 1.54 C=S (en CS2) 1.55 
Enlaces con hidrógeno * N=N 1.25 
H-F 0.92 Ferroceno ∮ 
H-Cl 1.27 
 
H-Br 1.41 
H-I 1.61 
H-O 0.96 
H-N 1.07 
Enlaces con carbono * 
C-H 1.09 
C-F 1.38 
C-Cl 1.78 
C-Br 1.90 
C-I 2.14 C1-C2 1.429±0.003 
C-I (en CH3I) 2.14 Fe-C 2.056±0.002 
C-O 1.41 C1-H1 1.116±0.012 
C-N 1.47 H-C-C5-plano ∮ 
C-C 1.54 C1….C3 2.312 
C-C (en C2H6) 1.543 C1….H2 2.270 
C-F (en CF4) 1.36 C1….H3 3.388 
C-Si( en Si(CH3)4) 1.93 Distancia interanillo cp ∮ 
C-S (en C2H5SH) 1.81 C1…C6 3.316 
Enlaces triples * C1…C7 3.361 
C≡C 1.20 C1…C5 4.042 
C≡C (en C2H6) 1.207 C1…H6 3.412 
C≡N 1.16 C1…H7 3.943 
N≡N 1.10 C1…H8 4.677 
 
*Datos tomados de T. L. Cottrell, The Strengths of Chemical Bonds, Butterworths, Londres, (1958), Tabla 11.5.1 
∮ Datos tomados de R. K. Bohn; A. Haaland; On the molecular structure of ferrocene Fe(C5H5)2, J. Organometallic 
Chem. 5-5 (1966) 470-476 
 
1 
 
Tabla de contenido 
Resumen ................................................................................................................................................. 1 
Abstract .................................................................................................................................................. 2 
Introducción ........................................................................................................................................... 3 
Hipótesis ................................................................................................................................................. 4 
Objetivo General .................................................................................................................................... 5 
Capítulo I ............................................................................................................................................. 7 
1. El ferroceno ............................................................................................................................. 7 
1.1 Propiedades físicas y químicas ......................................................................................... 9 
1.2 Aplicaciones recientes en la química del ferroceno ....................................................... 11 
1.1.3 Métodos de síntesis de ferrocenos funcionalizados ..................................................... 18 
Capítulo II ......................................................................................................................................... 22 
2. Ciclopropenonas y cationes ciclopropenilos ........................................................................... 22 
2.1 Iones Ciclopropenilos ..................................................................................................... 23 
2.2 Ciclopropenonas ............................................................................................................. 24 
2.3 Diferrocenilciclopropenona ............................................................................................ 25 
2.4 Cationes diferrocenilciclopropenilos .............................................................................. 29 
2.5 Heterociclos ferrocenílicos ............................................................................................. 32 
2.6 Resultados y discusión.................................................................................................... 34 
2.7 Síntesis de los cationes de diferrocenilciclopropenilo .................................................... 34 
2.8 Parte Experimental: ........................................................................................................ 38 
Conclusiones capítulo II ............................................................................................................... 44 
Capítulo III ........................................................................................................................................ 45 
3. 1,2-diferrocenilviniloxazolinas ............................................................................................... 45 
3.1 Oxazolinas ...................................................................................................................... 45 
3.2 Métodos de síntesis de ferroceniloxazolinas .................................................................. 47 
3.3 Resultados y discusión.................................................................................................... 51 
Sección A ..................................................................................................................................... 53 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
2 
 
3.4 Interacciones de los cationes 1-hidroxi-, 1-etoxi-, 1-morfolino-2,3-
diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-N,O-nucleófilos .............................................................. 53 
3.5 Sales de diferrocenilviniloxazolinio en reacciones con bis-1,4-N,O-nucleófilos ........... 61 
3.6 Reacciones de los cationes diferrocenilciclopropenilo con N-alquilaminoalcoholes ..... 67 
3.7 Reacciones múlticomponentes, procesos ONE-POT ..................................................... 76 
3.8 Procesos ONE-POT ........................................................................................................ 78 
Sección B...................................................................................................................................... 84 
3.9 Estudio de las reacciones del yoduro de 2,3-diferrocenil-1-metiltiociclopropenilo 2d con 
una familia de 1,4-aminoalcoholes. .............................................................................................. 84 
3.10 Parte experimental .......................................................................................................... 91 
Conclusiones capítulo III............................................................................................................ 117 
Capítulo IV ..................................................................................................................................... 122 
4. Interacciones de los cationes diferrocenilciclopropenilo con Aminofenoles ........................ 122 
4.1 Benzoxazoles ................................................................................................................ 122 
4.2 Síntesis de benzoxazoles .............................................................................................. 124 
4.3 Ferrocenilbenzoxazoles ................................................................................................ 127 
4.4 Resultados y discusión.................................................................................................. 130 
Sección A ................................................................................................................................... 130 
4.5 Reactividad del tetrafluoroborato de 2,3-diferrocenil-1-morfolinociclopropenilo 2c con 
el 2-amino-4-clorofenol 4p ......................................................................................................... 131 
Sección B....................................................................................................................................147 
4.6 Estudio de las interacciones del catión 2,3-diferrocenil-1-metiltiociclopropenilo 2d con 
una familia de 1,4-aminofenoles 4m-q ....................................................................................... 147 
4.7 Parte experimental: .............................................................................................................. 152 
Conclusiones capítulo IV ........................................................................................................... 175 
Capítulo V ....................................................................................................................................... 179 
5.1 Evaluación Biológica ............................................................................................................... 179 
Ensayo de citotoxicidad en líneas celulares de cáncer humano ................................................. 180 
Conclusiones generales: ..................................................................................................................... 186 
Publicaciones ...................................................................................................................................... 189 
 
 
1 
 
Resumen 
 
Los cationes diferrocenilciclopropenilicos, pueden ser bloques de construcción 
para obtener heterociclos con sustituyentes ferrocénicos. Se han estudiado la 
reactividad de los diferentes cationes 1-hidroxi-, 1-etoxi-, 1-morfolino- y 1-metiltio-2,3-
diferrocenilciclopropenilo con una familia de 1,4-bis-N,O-nucleófilos alifáticos y 
aromáticos, para obtener diferentes compuestos con dos sustituyentes ferrocénicos 
dentro de su molécula (oxazoles, espirobenzoxazoles, benzooxazoles, benzoxazinas, 
hidroquinolinas, derivados de diferrocenilacrilamidas) de forma que se estudiaron 
nuevas reacciones de apertura de heterociclos 1-alquiloxazolinos con reacciones con N-
nucleófilos con la obtención de productos lineales con fragmentos ferrocénicos y 
diferentes heteroátomos, que nos permiten usar las sales de oxazolino cómo bloques de 
construcción. 
Durante la investigación de las nuevas reacciones del yoduro de 2,3-diferrocenil-
1-metiltiociclopropenilo con 1,4-bis-N,O-nucleófilos alifáticos y aromáticos se 
encontraron compuestos de apertura del ciclo de átomos de 3 carbonos para obtener 
diferentes productos diferrocénicos: bis-1,1-metiltiociclopropenos, metiltio-
acriladehídos, compuestos de adición, oxazoles, sales de oxazolinio, benzoxazoles, 
espirobenzoxazoles. 
Para todas las reacciones se estudiaron las mejores condiciones de reacción, con 
la finalidad de obtener un mayor rendimiento en los productos principales, también se 
estudiaron nuevos métodos de síntesis, cómo los procesos one-pot. 
Se conoce que las moléculas con los sustituyentes ferrocénicos pueden exhibir actividad 
biológica relevante, por esta razón se realizan ensayos primarios para seis líneas 
celulares de cáncer humano con la finalidad de investigar si cumplen las características 
para ser candidatos potenciales cómo anticancerígenos, obteniendo resultados 
significativos para las estructuras evaluadas. 
Por lo tanto en el siguiente trabajo se describe una estrategia sintética que puede 
ser utilizada cómo un nuevo método de síntesis para obtener derivados de oxazolinas, 
benzooxazoles, oxazinas, benzooxazinas, tiazoles, hidroxiquinolinas, derivados de 
ácidos acrílicos con cadenas largas de sustituyentes en el grupo carboxilo, compuestos 
polienicos con heteroátomos en sus cadenas, etc. La mayor parte de estos procesos 
pueden ser usados en la síntesis industrial para preparar productos con diferentes 
aplicaciones: moléculas con actividad biológica, macromoléculas, productos 
poliméricos, materiales con supercondutividad, etc.
 
2 
 
Abstract 
 
The diferrocenylcyclopropenyl cations can be building blocks to obtain 
heterocycles with ferrocene substituents. The reactivity of the different cations 1-
hydroxy-, 1-ethoxy-, 1-morpholino- and 1-methylthio-2,3-diferrocenylcyclopropenyl 
with a family of aliphatic 1,4-bis-N, O-nucleophiles and aromatics, to obtain different 
compounds with two ferrocenic substituents within its molecule (oxazoles, 
spirobenzoxazoles, benzooxazoles, benzoxazines, hydroquinolines, diferrocenil-
acrylamide derivatives) so that new reactions of opening of heterocycles 1-
alkyloxazolines were studied with reactions with N-nucleophiles with the obtaining of 
linear products with ferrocenic fragments and different heteroatoms, which allow us to 
use the oxazolino salts as building blocks. 
 
During the investigation of the new reactions of 2,3-diferrocenyl-1-
methylthiocyclopropenyl iodide with aliphatic and aromatic 1,4-bis-N, O-nucleophiles, 
three-carbon atoms opening cycle compounds were found to obtain different products 
diferrocenics: bis-1,1-methylthiocyclopropenes, methylthio-acryladehydes, addition 
compounds, oxazoles, oxazolinium salts, benzoxazoles, spirobenzoxazoles. 
For all the reactions the best reaction conditions were studied, in order to obtain a 
higher yield in the main products, new synthesis methods were also studied, such as 
one-pot processes. 
It is known that molecules with ferrocenic substituents can exhibit relevant biological 
activity, for this reason primary tests for six human cancer cell lines are carried out in 
order to investigate if they can be potential candidates as anticancer agents, obtaining 
significant results for the structures evaluated. 
Therefore, the following work describes a synthetic strategy that can be used as 
a new synthesis method to obtain derivatives of oxazolines, benzooxazoles, oxazines, 
benzooxazines, thiazoles, hydroxyquinolines, derivatives of acrylic acids with long 
chains of substituents in the group carboxyl, polyenic compounds with heteroatoms in 
their chains, etc. Most of these processes can be used in the industrial synthesis to 
prepare products with different applications: molecules with biological activity, 
macromolecules, polymeric products, superconducting materials, etc.
 
3 
 
Introducción 
 
Uno de los retos más importantes de la química heterocíclica, se enfoca en el 
diseño y funcionalización de nuevos heterociclos, por lo que actualmente muchos 
grupos de investigación han dedicado sus esfuerzos en obtener una variedad de estos 
compuestos a través de nuevas metodologías prácticas y eficientes. 
El ferroceno se ha investigado por sus características físicas y químicas que posee, su 
estructura tipo sándwich, sus propiedades electroquímicas ha favorecido su aplicación 
en la fabricación de materiales, sensores, en el área farmacéutica, se le atribuyen a sus 
moléculas actividades biológicas cómo antibacterianos, antivirales, antiparasitarios, 
antitumorales, etc. 
Las reacciones de sales de dialquil-, alquilaril- o diaril-ciclopropenílio con 
nucleófilos se han estudiado detalladamente. La característica básica de éstas 
reacciones es la apertura fácil del ciclo de tres átomos de carbono en los productos 
intermediarios con formación de dialquíl-, alquilaril- o diaril(vinil)carbenos. Con base 
en las transformaciones intramoleculares de estos vinil carbenos, se han realizado la 
síntesis de diferentes tipos de compuestos orgánicos, cómo heterociclos, derivados de 
compuestos carbonílicos saturados, compuestos poliénicos funcionalizados, entre otros. 
Los heterociclos con N,O-heteroátomos y con sustituyentes ferrocénicos son de 
especial interés en la búsqueda de sustancias bioactivas y entre ellos existe un interés 
sobre la síntesis de nuevos derivados de de oxazoles, benzoxazoles, ya que el anillo de 
oxazol es un elemento estructural importante en muchos compuestos naturales, 
alcaloides, proteínas, herbicidas, vitaminas, medicamentos, etc. 
En el proyecto de investigación se informa sobre la reactividad de las sales 2,3-
diferrocenil-1-hidroxiciclopropenilo, 2,3-diferrocenil-1-etoxiciclopropenilo,2,3-
diferrocenil-1-metiltiociclopropenilo y 2,3-diferrocenil-1-morfolinociclopropenilo con 
bis-1,4-heteronucleófilos alifáticos y aromáticos. Cómo un nuevo método de síntesis de 
los compuestos orgánicos bis-ferrocenil sustituidos con dos o tres heteroátomos en sus 
moléculas (N, O, S) con posibles estructuras heterociclicas (1,4-oxazinas, 1,4-oxazoles, 
benzoxazoles, oxazinas, hidroxiquinolinas.) y productos poli-enicos lineales (1-aza-1,3-
butadienos, trienos, etc.). 
Adicionalmente se informa sobre la actividad citotóxica para seis líneas celulares de 
cáncer humano que presentan los nuevas moléculas diferrocénicas cómo posibles 
agentes antitumorales. 
 
4 
 
Hipótesis 
 
Los cationes diferrocenilciclopropenilo deben reaccionar con bis 1,4-N,O-
heteronucleófilos con la formación de diferentes tipos de productos orgánicos 
con tres heteroátomos (N, O y S) en sus moléculas, por los siguientes ataques 
nucleófílicos: 
a) Dobles ataques nucleófilicos en la posición C(1) del átomo de carbono 
de los cationes ciclopropenilos. 
b) Dobles ataques en las posiciones C(1) o C(2) con los átomos de 
nitrógeno u oxígeno de los bis nucleófilos. 
Todas las reacciones podrán acompañarse con transformaciones inter o intra 
moleculares cómo productos intermediarios y por resultado se pueden dar la 
obtención de una amplia variedad de compuestos orgánicos mono-, di-, poli-
ciclicos o polienicos lineales. 
 
 
5 
 
Objetivo General 
 
Investigar la reactividad de las sales 2,3-diferrocenil-1-hidroxiciclopropenilo, 
2,3-diferrocenil-1-etoxiciclopropenilo, 2,3-diferrocenil-1-metiltiociclopropenilo y 2,3-
diferrocenil-1-morfolinociclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos alifáticos y 
aromáticos: 1,2-aminoalcoholes, 1,2-aminofenoles. Cómo un nuevo método de síntesis 
de los compuestos orgánicos bis-ferrocenil sustituidos con dos o tres heteroátomos en 
sus moléculas (N, O y S) con posibles estructuras heterociclicas (1,4-oxazinas, 1,4-
oxazoles, benzoxazoles, etc.) y productos poli-enicos lineales (1-aza-1,3-butadienos, 
trienos, etc.). 
 
Objetivos particulares 
 
1.- Investigar las nuevas rutas de síntesis de los heterociclos diferrocenílicos con 
diferentes heteroátomos N, O y S en sus moléculas a partir de las sales de 
diferrocenilciclopropenilo. 
2.- Evaluar la reactividad de las sales de 2,3-diferrocenil-1-hidroxiciclopropenilo, 2,3-
diferrocenil-1-etoxiciclopropenilo, 2,3-diferrocenil-1-metiltio-ciclopropenilo y 2,3-
diferrocenil-1-morfolino-ciclopropenilo con 1,2-aminoalcoholes y 1,2-aminofenoles 
3.- Determinar las estructuras de los compuestos obtenidos y estudiar sus 
transformaciones químicas. 
4.- Investigar la posibilidad de usar la 2,3-diferrocenilciclopropenona por procesos “one 
pot” en la síntesis de diferrocenilheterociclos. 
5.- Proponer los mecanismos de la apertura del ciclo de tres carbonos en el proceso de 
formación de los derivados diferroceniloxazolinicos. 
6.-Investigar las reacciones de apertura de ciclos diferroceniloxazolinicos o de las sales 
N-alquildiferroceniloxazolinios por acciones de mono-, bis-, tris-, etc. heteronucleófilos, 
cómo un nuevo método de construcción de macromoléculas 
7.- Establecer las condiciones de reacción eficientes para la preparación de derivados 
aromáticos y alifáticos de diferrocenil–1,3-azabutadienos, trienos, etc. con grupos 
hidroxilo en sus moléculas. 
8.- Evaluar la actividad biológica de los diferrocenilheterociclos sintetizados a través de 
ensayos preliminares (actividad citotóxica sobre líneas celulares de cáncer humano), así 
como estudiar la correlación entre la estructura y sus actividades biológicas. 
 
 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
6 
 
 
 
7 
 
Capítulo I 
 
 
El descubrimiento del ferroceno inicio con una revolución en la 
química de transición organometálica, de los cuales los efectos se sienten 
actualmente, el galardonado en 1973, el premio Nobel de Química 
Geoffrey Wilkinson y Ernest Otto Fischer fueron los pioneros en los 
trabajos de los compuestos tipo sándwich de los compuestos organometálicos. 
 
 
Ernest Otto Fischer Geoffrey Wilkinson 
 
 
1. El ferroceno 
 
El ferroceno (Fc) es el más importante de los compuestos organometálicos, su 
nombre completo es el bis(η5-ciclopentadienil)-hierro(II) y su estructura química 
consiste en un átomo de hierro dentro de un sándwich de dos anillos de 
ciclopentadienilos (Cp). Se tenía la idea que el enlace carbón y los metales de 
transición era inestable, pero se demostró que la relación entre un metal y un 
compuesto orgánico, el Fe2+ puede interaccionar con los electrones de los orbitales 
π de los carbonos de los ciclopentadienilos. Todo esto gracias a las dos vías de 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
8 
 
síntesis encontradas para éste híbrido. Una de ellas publicada en la revista Nature 
(Londres) el 15 de diciembre de 1951 por Kealy y Pauson1, en donde se describía 
por primera vez “Un nuevo tipo de compuesto que podríamos decir híbrido 
orgánico y de hierro” y un mes más tarde en la revista Journal of Chemical Society 
(1952) se recibió otro manoescrito describiendo el mismo compuesto, pero por 
una síntesis diferente por Miller, Tebboth y Tremaine2 (Esquema 1). 
 
 
 
Esquema 1: Síntesis del ferroceno: a) T. J. Kealy y P. L. Pauson, 
 b) S. A. Miller, J. A. Tebboth, J. F. Tremaine 
 
 
Durante la investigación del compuesto, fue bautizado “ferroceno”, sufijo 
que hace referencia a la semejanza con el benceno, demostrando muy pronto su 
carácter aromático mediante diversas reacciones orgánicas, entre ellas la 
acetilación de Friedel-Crafts. Wilkinson y Woodward3, coincidieron en proponer 
conjuntamente la estructura tipo sándwich, basándose en la observación de una 
única banda en el espectro de IR debida solamente a la tensión de los enlaces C-H.4 
 
 
1 Kealy, T. J.; Pauson, P. L.; Nature.168 (1951) 1039−1040 
2 Miller, S.A.; Tebboth, J.A.; Tremaine, J.F., J. Chem. Soc. (1952) 632-635 
3 Carmona. E. Real Sociedad Española de Química.105-2,(2009) 95−102 
4 Wilkinson, M.; Rosemblum, M. C.; Whiting, R. B.; Woodwars, E.; J. Am. Chem. Soc. 74(1952) 2125−2126 
CapítuloI:El ferroceno 
9 
 
 
E. O. Fischer y W. Pfab usaron la cristalografía de rayos X y formularon una 
estructura antiprismática en forma de 2 conos publicada en Zeitschrift Fur 
Naturforschung (1952).5 
 
El ferroceno posee dos conformaciones isoenergéticas: eclipsada (Símetria 
D5h) y alternada (Símetria D5d). Los análisis por difracción de rayos X y por 
difracción isoelectrónica en fase gas indican que su configuración es la eclipsada; la 
barrera de rotación alrededor del eje metal-anillo es muy débil de (4 kJ/mol), por 
lo tanto, esta rotación es siempre libre y rápida en disolución. 
 
Figura 1. Configuración del ferroceno propuesta por Wilkinson y Woodward 
1.1 Propiedades físicas y químicas 
 
El ferroceno es soluble en hidrocarburos y tiene un momento dipolar nulo, en 
el que los enlaces del metal con el anillo son covalentes, físicamente es un sólido 
naranja, con punto de fusión de 173-174 °C. Las distancias interatómicas entre los 
enlaces C-C son de 1.41 Å, Fe-ciclopentadienilo 1.65 Å y Fe-C 2.04 Å6. 
El complejo es simétrico y se observa una sola señal en el espectro de RMN de 
1H en δ= 4.2 ppm y en el espectro de RMN de 13C en δ=67.8 ppm en CDCl3. 
Tienen una configuración de 18 electrones, es estable al aire, puede oxidarse al 
Ferricinio con color azul-verdoso [Fe(C5H5)2]+, su oxidación es leve y reversible 
alrededor de +0.4 V frente al electrodo saturado de Calomel (Figura 2). 
 
 
5 Fischer, E.O.; Pfab, W.; Z. Naturforsch 7 (1952)377-379 
6 Séller, P.; Dunitz, J.D.; Acta Crystall. Sect. B. 38 (1982)1741-1743 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
10 
 
Entre las propiedades más importantes del ferroceno, son los procesos 
electroquímicos debido a las reacciones óxido-reducción reversibles e 
irreversibles, dependiendo de las condiciones experimentales; en general el 
potencial redox depende de los sustituyentes en los anillos del ciclopentadienilo 
del ferroceno. 
 
 
Figura 2. Ferroceno y ferrícinio 
 
 La técnica que se utiliza principalmente como herramienta para la 
determinación de los mecanismos de reacción en los procesos electroquímicos es 
la voltamperometría cíclica7, Es una técnica electroquímica interfacial (estudia el 
fenómeno que tiene lugar en la interface electrodo-disolución), que mide cómo se 
modifica la intensidad que atraviesa una celda electrolítica sobre la que se aplica 
un potencial controlado. 
El voltamperograma es la representación gráfica que relaciona la intensidad de 
corriente que circula por la celda con el potencial aplicado. 
En el caso del ferroceno, el voltamperograma muestra una única onda de 
oxidación en el barrido directo, acompañada de la correspondiente onda de 
reducción en el barrido inverso8 la simetría de la onda obtenida, la independencia 
de los valores del potencial formal con respecto de la velocidad de barrido y los 
valores de la relación ipa/ipc (corriente de pico anódica y catódica) cercanos a la 
unidad, confirman la existencia de un proceso redox reversible. 
 
 
7 A) Fry, A. J.; Synthetic Organic Electrochemistry, John Wilwy& Sons, (1989), 150-151; B) Evans, D.H.; 
O´Connell, K. M.; Petersen, R.A.; Kelly, M. J.; J. Chem. Educ. 60 (1983) 290-293; C) Allen Bard, Larry R. 
Faulkner; Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd Edition- Wiley & Sons, (2001). 
8 Kissinger, P.T.; Heineman, W.R.; J. Chem. Educ. 60 (1983) 702-706 
CapítuloI:El ferroceno 
11 
 
 
Sin embargo, la separación entre picos ΔE (potencial aplicado) puede ser 
mayor que el valor ideal de 60 mV característico de un proceso redox 
monoelectrónico completamente reversible. El cual se atribuye a diferentes 
factores: por ser la compensación incompleta de la resistencia de la disolución o la 
existencia de un proceso de transferencia electrónico ligeramente lento. 
 
 
Figura 3. Voltamperograma de ferroceno en CH2Cl2 /TBAPF6 
 
Las sales de ferrocinio son muy utilizadas cómo agentes oxidantes 
monoelectronicos suaves y el par redox ferroceno/ferricinio se emplea cómo 
estándar en muchos procesos electroquímicos. Esta actividad redox ha propiciado 
la incorporación de ferroceno en muchos sistemas para que actúe cómo unidad de 
señalización en receptores moleculares. En algunos sistemas ferrocénicos las 
interacciones selectivas próximas a esta unidad pueden afectar el potencial redox 
del ferroceno, ofreciendo así la posibilidad de su aplicación en el campo de los 
sensores químicos y de la electrónica molecular.9 
 
1.2 Aplicaciones recientes en la química del ferroceno 
 
Se ha observado un incremento exponencial en el número de publicaciones 
relacionadas con la síntesis, aplicaciones y actividades biológicas de los derivados 
del ferroceno, en la literatura se encuentran publicaciones relacionadas con las 
 
 
9 Mata, J. A.; Uriel, S.; Llusar, R.; Peris, E.; Organometallics, 19 (2000) 3797-3802 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
12 
 
propiedades conductoras del ferroceno10 , estudios de reactividad del ferroceno y 
sus derivados11, actividades biológicas12, con uso en química biorganometálica13, 
con reacciones de funcionalización de derivados ferrocenílicos, aplicaciones de 
biosensores de glucosa, ciclometalación14, síntesis y propiedades químicas del 
ferroceno que contiene ácidos nucleícos15, química medicinal16, anticancerígenos17, 
polímeros ferrocenílicos18. 
a) Aplicaciones en materiales 
 
El grupo ferrocenico contiene propiedades redox y fueron estudiadas una 
amplia variedad de usos potenciales, cómo la creación de nuevos materiales19, 
materiales con propiedades de óptica no lineal20. 
Los sistemas de ferrocenil y poliferrocenil se utilizan cómo sensores redox para el 
reconocimiento molecular, mediadores en biosensores amperometricos, bloques 
de construcción en polímeros y modificadores en la superficie de los electrodos21 . 
Un ejemplo de estos materiales son los polímeros que se utilizan cómo 
sensores de glucosa (Figura 4) estos tipos de polímeros realizan la inmovilización 
 
 
10 Getty, S.A.; Engtrakul, C.; Wang, L.; Liu, R.; Ke, S. H.; Barager, H. U.; Yang, W.W.; Fuhrer, M.S.; Pys. 
Rev. B, 71 (2005) 241401/1 – 241401/4 
11 Tong, R.; Zhao, R. Y.; Wang, L.; Yu, H.; Ren, F.; Saleem, M.; J. Organomet. Chem, 755 (2014) 16-32 
12 Liu, Z. Q.; Mini Rev, Med. Chem, 11 (2011) 345-358 
13 Van Staveren, D.R.; Metzler-Nolte, N.; Chem. Rev, 104 (2004) 5931-5986 
14 Felton, G.A.; Mebi, C.A.; Petro, B.J.; Vannucci, A. K.; Evans, D. H.; Glass, R.S.; Lichtenberger, D.L.; J. 
Organomet Chem, 694 (2009) 2681-2699. 
15 Zatsepin, T.S.; Andreev, S.Y.; Hianik, T.; Tatyana, S.O.; Russ. Chem. Rev, 72 (2003) 537-554 
16 Fouda, M. F.; Abd-Elzaher, M.M.; Abdelsamania, R.A.; Labib, A.E.; Appl. Organomet. Chem, 21 (2007) 
613-625 
17 Ornelas, C.; New. J. Chem, 35 (2011) 1973- 985. 
18 Amer, W.A.; Wang, L.; Amin, A.M.; MA, L.; Yu, H.; J. Inorg. Organometal. Polym. Mater, 20 (2010) 
605-615 
19 a) Arrayas, R.G.; Adrido, J.; Carretero, J. C.; Angew. Chem Int. Ed. 45 (2006) 7674-7715; b) Gan, K.S.; 
Hor. T. S. A.; Togni, A.; Hayshi T. (Eds) Ferrocenes: Homogenous Catalysis, Organic Synthesis, 
Materials Science, VCH. Weinheim, (1995) 
20 S. Fernandez-Lopez, H.S. Kum, E.C. Choi, M. Delgado, J. R. Granja, A. Khasanov, k.kraehenbuehl, G. 
Long, D.A. Weinberger, K.M. Wilcoxen M.R. Ghadiri, Nature, (2001) 412-452 
21 Ueno, Y.; Sano, H.; Okawara, M.; J. Chem. Soc. Commun, (1980) 28-30 
CapítuloI:El ferroceno 
13 
 
 
de las enzimas dentro de los electrodos y facilitan el flujo electrónico dentro de la 
proteína a la superficie del electrodo incrementando la sensibilidad del sensor22. 
 
Figura 4: Esquema del sensor electroquímico de glucosa 
 
b) Aplicaciones catalíticas 
 
Los fragmentos redox del ferroceno se puede utilizar en catálisis, un ejemplo 
son los electrodos modificados de polivinilferroceno empleados en 
electrocatalisis23 y cómo auxiliares catalíticos entre los que se encuentran: 
 
c) Catalizadores de paladio con ferroceno 
 
Hanhan et al. describe un método eficiente para la síntesis orto sustituida, que 
fue sintetizada usando el acomplamiento de Suzuki-Miyaura donde se utilizan 
complejos de diferrocénicos de Pd(II) con diaminas en la catálisis, con altos 
rendimientos, esto es debido a la presencia de dos unidades de ferroceno que 
comparten sus propiedades electrónicas que le da un proceso vital para la 
catálisis24. 
 
 
22 Garcia, R.; Mecerreyes, D.; Polym Chem. 4 (2013) 2206-2214 
23 Welipitia, D.; Dowben, P. A.; Zhang, J.; Pai, W.W.; Wendelken, Sur. Sci, 367 (1996) 20-32 
24 Hanhan, M.E.; Martinez-Máñez, R.; Ros-Lis, J. V.; Tetrahedron Lett, 53 (2012) 2388-2391 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
14 
 
 
 
 Esquema 2. Reacción de acoplamiento de Suzuki-Miyaura 
 
d) Aplicaciones Industriales 
 
Los derivados del ferroceno tienen diversas aplicaciones industriales que se 
atribuyen a su excelente estabilidad al aire, propiedades electroquímicas y no es 
citotóxico.25 Dentro de las aplicaciones industriales se encuentran aditivos para el 
calentamiento del aceitepara evitar la formación del hollín, fertilizantes con 
hierro, absorbentes UV, modificadores de la velocidad de combustión y 
propulsores de cohetes y satélites26. 
 
e) Propulsores de cohetes 
 
Los derivados del ferroceno se utilizan cómo catalizadores en la combustión de 
propulsores de cohetes27, esta molécula presenta dos grupos epóxido por una 
molécula de ferroceno (Figura 5), que le proporcionan sitios reactivos que le 
permiten ser vinculados químicamente en los propulsores sólidos de diferentes 
maneras y evitar la migración en el propulsor, que los contiene, cuando están en 
almacenamiento. 
 
Figura 5. Catalizador del ferroceno en la combustión de propulsores de cohetes 
 
 
25 Wang, J. Y.; Chen, L. C.; Ho, K.C.; ACS. Appl. Mater. Interfaces, 5 (2013) 7852-7861 
26 Chinapang, P.; Ruangpornvisuti, V.; Sukwattanasinitt, M.; Rashatasakhon, P.; Dyes Pigm, 112 (2015) 
236-238 
27 Sorádová, Z.; Maziková, J.; Meciarová, M.; Sebesta, R.; Tetrahedron Asymm, 26 (2015) 271-275 
CapítuloI:El ferroceno 
15 
 
 
f) Aplicaciones en Agricultura 
 
Los derivados del ferroceno tienen aplicaciones en agricultura, ya que se 
utilizan cómo agroquímicos y para la catálisis selectiva en la síntesis de 
agroquímicas. 
Estos se utilizan cómo surfactantes en la remediación de suelos y 
colorimétricamente selectiva y en quimiosensores electroquímicos, en general el 
ferroceno se puede utilizar como base de agroquímicos (fungicidas, herbicidas) 
con heterociclos de triazoles. 
 
g) Agroquímicos 
 
Los ferroceniltriazoles tienen actividad antifungica28. Por ejemplo un análogo 
ferrocenico del triadimenol, donde se le realiza la sustitución del grupo terbutilo 
por una unidad del ferroceno, los resultados revelan que el análogo tiene una 
potente actividad fungicida superior al compuesto parental29. 
 
 
Figura 6. Ferroceniltriazoles con actividad antifungica 
 
h) Aplicaciones médicas 
 
Los derivados ferrocenílicos tienen bajos potenciales de oxidación, esto le 
permite tener la habilidad de catalizar la producción de especies reactivas de 
oxígeno y éstas pueden generar efectos citotóxicos30. Los derivados del ferroceno 
 
 
28 Fang, J.X.; Jin, Z.; Li, Z.M.; Liu, W.; Appl. Organomet Chem, 17 (2003) 145-153 
29 Jin, Z.; Hu, Y.; Shao, L.; Fang, J.; Synth. React. Inorg. Metal-Org. Nano-Met. Chem, 37 (2007) 601-605. 
30 Neuse, E.W.; J. Inorg. Organometal. Polym. Mater, 15 (2005) 3-31 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
16 
 
tienen efectos citotóxicos en tumores de pulmón31, cáncer de mama32, efectos 
antiproliferativos in vitro33, detección de ADN, actividad antimalaria34. 
La incorporación del ferroceno en la síntesis de diferentes medicamentos tiene 
efectos modificando o mejorando sus propiedades farmacológicas, ya que la 
sustitución del benceno por el ferroceno en compuestos bioactivos induce cambios 
en sus propiedades moleculares, entre las que se encuentran solubilidad, 
hidrofobicidad y lipofilicidad35 (Tabla 1). 
N 
 
 
 
 
 
 
 
esmeyanov, A.N.36, et al.37, et al.38, al.39, . al. 40, et al41, al.42, al.43, Q. 44, et al.45, et al46. 
 
 
31
 Babin, V. N.; Raevskki, P. M.; Shchitkov, K. G.; Snegur, L. V.; Neerasov, S. Y.; Mendeleev Comm, 39 (1995) 17-32. 
32 Snegur, L.; Babin, V.; Simenel, A.; Nekrasov, Y. S.; Ostrovskaya, L.; Sergeeva, N.; Russ. Chem. B, 59 (2010) 2167-
2178. 
33 Plazuk, D.; Vessieres, V.; Hillard, E. A.; Buriez, O.; Labbe, E.; Pigeon, P.; Plamont, M. A.; Amatore, C.; Zakarzewski, 
J.; Jaounen,V.; J. Med, Chem, 52 (2009) 4964-4967. 
34 Chavain, N.; Charvet, E.D.; Trivelli, X.; Mbeki, L.; Rottman, M.; Brun,V; Biot, Bioorg. Med. Chem, 17 (2009) 8048-8059 
35 a) Top, S.; Tang, J. ; Vessieres, A.; Carrez, C. ; Provot, C.; Jaouen, G. Chem. Commun, 8 (1996) 955-957, b) Ferrerira, C.; 
Ewart, C.; Barta, C. ; Litte, S. ; Yardley, V. Martins, C. Polishchuck, E.; Smitn, P.; Moss, J.; Merkel, M.; Adam, Orving, C. 
Inorg. Chem. 45 (2006) 8414-8422. 
36 Nesmeyanov, A. N.; Kocketkova, N. S. Russ. Chem. Rev. 43 (1974) 710-715. 
37 Edwards, E.I.; Epton, R.; Marr, G.; J. Organomet. Chem, 168 (1979) 259-272. 
38 Iton, T. ; Shirakami, S.; Ishida, N. ; Nakao, Y. ; Yoshida, T. ; Kim, H. S.; Chem. Lett, 34 (1998) 979-980 
39 a) Pradinesa, B.; Fusaia, T.; Dariesa, W.; Lalogeb, V.; Rogiera, C.; Milletc, P.; Panconid, E.; Kombilae, M.; Paryza, D. J. 
Antimicrob. Chemother. 48-2 (2001) 179-184. 
40 Krieg, R.; Wyrwa, R.; Mallmann, U.; Gorls, H. ; Schonecker B.; Steroids, 63-10 (1998) 531-541. 
41 Champdoré, M.; Di Fabio, G.; Messere,V.; Montesarchio, D.; Piccialli, G.; Loddo, R.; La Colla, M.; Tetrahedron 60 
(2004) 6555-6563 
42 Pigeon, P.; Top, S.; Vessie´res, A.; Huche´, M.; Hillard, E. A.; Salomon, E.; Jaouen, G.; J. Med. Chem. 48 (2005) 2814-
2821 
43 Patra, M.; Ingram, K.; Pierroz, V.; Ferrari, S.; Spingler, B.; Keiser, J. ; Gasser, G.; J. Med. Chem, 55 (2012) 8790-8798 
44 Zhao, C.; Liu, Z.Q.; Biochimie, 94-8 (2012) 1805-1811 
45 Klimova, E.; Sánchez García J.J.; Klimova, T.; Ramirez Apan, T.; Vázquez, E.; Flores-Alamo, V.; Martínez García, M.; 
J. Organometallic Chem. 708-709 (2012) 37-45 
46 Gutierrez-Hernández, A.; López-Cortés, J.; Ortega-Alfaro, M. C.; Ramírez-Apan, M. T.; Cazarez-Marinero, J. J.; 
Toscano, R. A.; J. Med. Chem, 55 (2012) 4652-4663. 
CapítuloI:El ferroceno 
17 
 
 
Tabla 1: Compuestos con fragmentos ferrocenílicos que exhiben propiedades 
farmacológicas. 
Año Derivado Estructura Molecular Bioactividad Autor 
 
1974 Ferrocenona 
 
Anemia por 
deficiencia de hierro 
Nesmeyanov, 
A.N.36 
1979 
Ferrocenil- 
penicilina 
 
Actividad 
antibacterial 
Edwards, E.I., 
et al.37 
1998 
Derivados de 
ferrocenoil 
sacaridos 
 
Actividad 
antimalaria, 
habilidad de unión 
de ADN en células 
cancerosas 
Iton T. et al.38 
1998 Ferroquina 
 
Antimalaria y 
antiplasmodium 
Domarle, O. et 
al.39 
1998 
16-(ferrocenilmetil) 
amino estratienos 
 
Actividad 
antimicrobiana, 
Fungi, micobacteria 
Krieg, R. et. al. 
40 
2004 Derivados de Purina 
 
Actividad anti-VIH 
La Colla et 
al41 
2006 Hidroxiferrocifeno 
 
Contra células de 
cáncer de mama 
Jaouen, G. et 
al.42 
2012 
Ferrocenil-
prazicuantel 
 
Contra células de 
cáncer cervical 
Grasser, G. et 
al.43 
2012 
Ferrocenil 
aliantoidol 
 
Anti-inflamatorio, 
anticancer, 
antioxidante, 
antiviral, 
antifungico. 
Liu, Z.Q. 44 
2012 
Derivados de 
dihidripirimidinas 
 
Contra líneas 
celulares de colon, 
próstata, pulmón 
Klimova E. et 
al.45 
2012 
Ferrocenil-
selenoamidas 
 
Contra 6 líneas 
celulares de cáncer 
humano 
Gutiérrez-
Hernández et 
al46. 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
18 
 
1.1.3 Métodos de síntesis de ferrocenos funcionalizados 
 
El ferroceno es muy semejante al benceno (C6H6) por sus propiedades 
químicas, una de las características fundamentales del ferroceno, es su 
comportamiento como un sistema aromático, rico en electrones, que favorece la 
sustitución electrófilica, debido a la aromaticidad proporcionada por los anillos de 
Cp. De forma que la química orgánica del ferroceno se puede predecir en términos 
de aromaticidad de los anillos de ciclopentadienilo. Por ejemplo la reacción de 
acetilación de Friedel-Crafts ocurre 106 veces más rápida en el ferroceno que en el 
benceno, otro ejemplo es la reacción de mercuración ocurriendo 109 veces más 
rápido.A continuación se describen las principales metodologías para la 
preparación de derivados de ferroceno con diferentes sustituyentes. (Esquema 3). 
 
 
Esquema 3. Metodologías para la síntesis de derivados de ferroceno 
CapítuloI:El ferroceno 
19 
 
 
 
Es importante resaltar que el ferroceno es muy estable bajo condiciones de 
reacciones violentas,esto hace muy extenso su uso. 
La alta reactividad del ferroceno con electrófilos, hace que se utilice para 
incorporar cadenas de carbono al anillo de Cp, pero el número de metodologías es 
limitada, ya que se suelen necesitar varias etapas de reacción o el uso de 
cantidades estequiometricas de reactivos, no son siempre compatibles con la 
presencia de los diferentes grupos funcionales. 
 
Estudios en la síntesis de los derivados del ferroceno 
 
 Nesmeyanov realizó extensos estudios en la química organica del ferroceno 
en asociación con un número de colaboradores, especialmente: E.G. Perevalovna, 
V.A. Sazonova, N.A. Vol´kenau, O.A. Nesmeyanovna, N.S. Kochetkovna, R.V. Holovya, 
I.I. Kritskayam s.p. Gubin, V.D. Vil´chevskaya, Yu. A. Ustynyuk, V.N. Drozdm L.S. 
Shilovtseva, T.V. Nikitina, L.P. Yur´eva, K.I. Granbergm L.I. Leont´eva, S.S. Churanov, 
L.S. Isaeva, D.A. Lemenovskii y Elena Ivanovna Klimova. 
 
 
 
 La reactividad del ferroceno se puede observar en diversas áreas de estudio, 
en particular cuando se realizan reacciones en el anillo de ciclopentadienilo, cómo: 
alquilación, algunas reacciones de metalación, sulfonación en el nucleo del 
ferroceno y substitución de radicales (arilación con diazocompuestos aromáticos). 
El realizo a fondo la substitución directamente de la reacción con HCN en 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
20 
 
presencia de cloruro férrico. 
 
 La cianuración abrió una nueva ruta en muchos derivados del ferroceno. 
Nesmeyanov nombró cómo “Rebounding”(Reacción de rebote), porque el ataque 
del ion CN- está dirigido al átomo de hierro del catión ferricinio, pero luego migra 
al anillo de ciclopentadienilo con reducción simultanea del hierro. 
Con sus colaboradores preparo un gran número de derivados del ferroceno, y 
realizó el estudio su reactividad, además de deuteración, alquilación, cianuración. 
La metalación se utilizó para dilucidar los efectos de los sustituyentes en el núcleo 
del ferroceno y para determinar sus efectos de orientación. 
 
Aleksander Nikolaevich Nesmeyánov 
(Александр Николаевич Несмеянов) (09.09.1899 – 17.01.1980). 
Fue presidente de la Academia de Ciencias de la URSS (1951-1961). Rector de 
la Universidad Estatal de Moscú (1948-1951), Organizó y dirigió el 
laboratorio de compuestos organometálicos en el Instituto de Química 
Orgánica de la URSS (1939-1954) y, a continuación, en el nuevo Instituto de 
Organoelementos Compuestos de la URSS (1954-1980) 
Nesmeyanov había popularizado el 
término "química organometálica" y 
se convirtió en el líder de esta ciencia 
en la URSS. También organizó las 
investigaciones de alimentos 
artificiales, sintéticos y químicos. 
Descubrió la reacción de los diazo-
compuestos con metal haluros. 
 
 
 
 
 
 
https://es.wikipedia.org/wiki/Academia_de_Ciencias_de_Rusia
https://es.wikipedia.org/wiki/Universidad_Estatal_de_Mosc%C3%BA
 
21 
 
 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
22 
 
Capítulo II 
 
 
 
Desde el sueño de August Kekulé y su 
teoría de la estructura del benceno (1865). Sir 
Robert Robinson con su teoría del "sexteto 
aromático" (1925), a partir del tratamiento de los 
orbitales moleculares de Erich Hückel del 
benceno y otros compuestos insaturados. 
Ronald Breslow en 1958 a partir de su 
síntesis del catión trifenilciclopropenilo, demostró que 
el catión ciclopropenilo ya que estaba especialmente 
estabilizado. Breslow realizó la propuesta de 
'antiaromaticidad' en 1965. 
 
 
Ronald Breslow 1931-2017 
 
 
2. Ciclopropenonas y cationes 
ciclopropenilos 
 
Las ciclopropenonas alifáticas o aromáticas, se han estudiado ampliamente47. En 
éste trabajo esta presentado la información general sobre los métodos y las 
propiedades químicas de estos tipos de compuestos con sus análogos ferrocénicos. 
 
 
 
 47 Hong-Jian, W.; Scheleyer, P V. ; Wu, J.; Wang, Y.; Hai-Jun, W.; Int. J. Quantum. Chem.,111 (2011) 1031-
1038 
Capítulo II: Ciclopropenonas y cationes ciclopropenilos 
23 
 
 
2.1 Iones Ciclopropenilos 
 
En el ciclopropeno, la hibridación del carbono 1 es sp3, si a ese carbono se le 
abstrae un hidrógeno (H+ o H-), tendrá hibridación sp2 y una continua deslocalización 
de los electrones π, que produce la formación de un anión o catión (Esquema 4). 
 
 
 
Esquema 4. Iones ciclopropenilicos 
a) Anión ciclopropenilo 
 
El anión ciclopropenilo es plano, tiene una deslocalización continua. Todos los 
carbonos del sistema cíclico tiene hibridación sp2 y los orbitales “p” están disponibles 
para su deslocalización (Esquema 5). 
 
 
 
 
Esquema 5. Anión ciclopropenilo 
 
El total de electrones deslocalizados es 4π y por lo tanto no cumple con la regla de 
Huckel, es antiaromático. 
 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
24 
 
b) Catión ciclopropenilo 
 
El catión ciclopropenilo, es plano, tiene una deslocalización de 2π electrones por 
lo tanto es aromático, hay una deficiencia de electrones π dejando su estructura con 
carga (+), todos los carbonos del sistema cíclicos son de hibridación sp2 y los orbitales 
p están disponibles para su deslocalización, que le proporciona una estabilidad 
termodinámica, debido a su aromaticidad48 (Esquema 6). 
 
 
 
 
Esquema 6. Catión ciclopropenilo 
 
2.2 Ciclopropenonas 
 
Desde la primera síntesis de la ciclopropenona en 195949 ha recibido 
considerable atención debido a su aromaticidad. El anillo de tres miembros de la 
ciclopropenona tiene hibridación sp2, se caracteriza por tener alta estabilidad 
térmica50. 
La química de la reactividad de las ciclopropenonas es explicada por los anillos 
electrófilicos sometidos a tensión y en reacciones con nucleófilos, pueden existir en 
las siguientes posiciones. 
a) Ataques nucleofilicos al átomo de carbono del grupo carbonilico con la 
obtención de productos de apertura o conservación del anillo de tres carbonos. 
b) Obtención de los productos por ataques nucleofilicos en C(2) o C(3) de átomos 
de carbono del anillo de ciclopropenonas con o sin conservación del anillo 
pequeño51. 
 
 
48 Bhupinder Mehta &ManjuMetha, Organic Chemistry, Ed. Eastern Economy (2000) 270-273 
49 Breslow, R.; Haynie, R. Mirra, J.; J. Am. Chem. Soc, 81 (1959) 247-248. 
50 Poloukhtine, A. Popik, V. V.; J. Org. Chem, 68 (2003) 7833-7840 
51Komatsu, K.; Kitawaga T.; Chemical Reviews 103 (2003) 1371-1427 
Capítulo II: Ciclopropenonas y cationes ciclopropenilos 
25 
 
 
 
 
Figura 7. Reactividad de las ciclopropenonas 
 
El comportamiento químico de las ciclopropenonas está afectado por su 
naturaleza polarizada. Una de las estructuras resonantes que permite explicar su 
reactividad es cuando existe una carga negativa en el oxígeno y una carga positiva en 
el anillo pequeño, que le confiere un carácter aromático de las ciclopropenonas52 
(Esquema 7). 
 
 
Esquema 7. Estructuras de resonancia de la ciclopropenona 
 
a) Propiedades químicas de las ciclopropenonas 
 
Las ciclopropenonas son más básicas que las cetonas α,β-insaturadas. La introducción 
de sustituyentes olefínicos o aromáticos presentan conjugación en el anillo y 
disminuye la basicidad relativa. 
 
2.3 Diferrocenilciclopropenona 
 
La primera síntesis de los derivados metalocenilciclopropenílicos sustituidos 
se llevó a cabo en 197553 por Agranat et al. realizó la síntesis de la 2,3-
diferrocenilciclopropenona a partir de las reacciones de sales de 
triclorociclopropenilo (C3Cl3+ AlCl4-) en diclorometano con ferroceno, por agitación 
 
 
52 Komatsu K., Kitawaga T.; Chemical Reviews 103 (2003) 1371-1427 
53 a) Agranat,I.; Aharon- Shalom, E.; J. Am. Chem. Soc. 97-13 (1975)3829-3830, b) Tobey, S.W.; West, J. 
Am. Chem. Soc. 86 (1964) 4215-4216 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
26 
 
durante 5 horas a temperatura -70 a -80° después se le adiciona a la mezcla un 20% 
del volumen de solución de acetona y se mantiene en agitación por 30 minutos a 20°C, 
se purifica en cromatografía de silica gel, con 7% de rendimiento (Esquema 8). 
 
 
Esquema 8. Síntesis de 2,3-diferrocenilciclopropenona por Agranat 
 
 En el año 2003 Klimova et al. logró obtener la 2,3-diferrocenilciclopropenona a 
partir de la alquilación del ferroceno54 con tetraclorociclopropeno en diclorometano 
con cloruro de aluminio a temperatura ambiente, con un rendimiento del 92%. Es un 
compuesto sólido, cristalino, de color rojo, estable a temperatura ambiente, se 
obtuvieron sus cristales en benceno y sus parámetros geométricos fueron obtenidos 
por difracción de rayos X del monocristal (Figura 8). 
 
Figura 8. Difracción de rayos X, de la 2,3-diferrocenilciclopropenona (CCDC 211050) 
 
 
 
54 Klimova, E.I.; Klimova, B. T.; Ruiz Ramirez, L.; Ciaquantini, A.; Corsini, M.; Zanello, P.; Hernandez-Ortega, 
S.; Martínez García, M.; Eur. J. Org. Chem. 3 (2003) 4265-4272 
 
 
Capítulo II: Ciclopropenonas y cationes ciclopropenilos 
27 
 
 
a) Propiedades químicas de la 2,3-diferrocenilciclopropenona 
 
Los efectos de los fragmentos ferrocénicos en la estabilidad del carácter 
aromático de la ciclopropenona, llevan a cabo reacciones regio y esteroselectivas con 
transformaciones químicas de las ciclopropenonas son de interés, ya que puede 
producir compuestos, que son accesibles cómo materia prima para la síntesis de 
diversos derivados funcionalizados con ferroceno. 
b) Transformaciones químicas 
 
El carácter aromático de la 2,3-diferrocenilciclopropenona se manifiesta por su 
estabilidad a la termólisis y la adición de diversos ácidos (AcOH, HCl)55. 
El tratamiento de la 2,3-diferrocenilciclopropenona con HBF455, HB(C6H5)4, se forman 
de manera rápida y fácil, los cationes hidroxi(diferrocenil)ciclopropenilo que son 
estables a temperatura ambiente, que reaccionan fácilmente con diferentes 
mononucleófilos con la deprotonación de la sal de hidroxidiferrocenilciclopropenilo 
(se regresa al producto inicial), con la formación de derivados de ácidos 2,3-
diferrocenilacrilicos. 
 
Esquema 9. Reacciones de formación de ácidos 2,3-diferrocenilacrilicos 
 
También la 2,3-diferrocenilciclopropenona 1 reacciona fácilmente con 
mononucleófilos tales cómo RNH2, RONa, ArONa, RMgX55,56, RLi57, etc. con estos 
nucleófilos se obtienen los productos de reacción como resultados de los ataques 
nucleofilicos en C(1) del átomo de carbono de la ciclopropenona 1, los productos 
 
 
55 Klimova, E.I.; Klimova, T.; Ruiz Ramírez, L.; Méndez Stivalet, J.M.; Hernández Ortega, S.; Martínez García, 
M.; Russian Chemical Bulletin, International Edition, 53-4 (2004) 834-841 
56 Klimova, T.; Klimova, E.I.; Méndez Stivalet, J.M.; Hernández Ortega, S.; Martínez García, M.; Eur. Journal 
Org. Chem; (2005) 4406-4413 
57 Klimova, E.I.; Klimova, T.; Hernández Ortega, S.; Esquivelzeta Rabell, M.; Ruiz Ramírez, L.; Martínez 
García, M.; J.Organometallic Chemistry; 689 (2004) 2395-2400 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
28 
 
intermediarios IIa,b que no son estables, rápidamente se abren los ciclos de tres 
miembros en vinilcarbenos IIIa-d (Esquemas 10 a,b,c). Estos IIIa-c por las 
transformaciones intra o intermoleculares se obtienen los derivados 
diferrocenilacrilico55 2a-c. 
 
 
 
 
Esquema 10a-c. Reacciones de apertura del anillo de la 2,3-
diferrocenilciclopropenona 
 
Las estructuras de los compuestos obtenidos fueron confirmadas por los datos 
espectroscópicos de IR, RMN de 1H y 13C, espectrometría de masas, análisis elemental 
y se obtuvo los estudios de difracción de rayos X del monocristal de isopropil-2,3-
diferrocenilacrilato 2c (Figura 9). 
 
Capítulo II: Ciclopropenonas y cationes ciclopropenilos 
29 
 
 
 
Figura 9. Difracción de rayos X del compuesto 2c 
 
La 2,3-diferrocenilciclopropenona 1, puede sufrir reacciones de apertura del 
anillo, por ejemplo si reacciona en presencia de ter-butóxido de potasio en benceno (o 
en un disolvente aprotico), y si a la mezcla de reacción se le adiciona D2O se obtiene el 
producto terbutil-cis-2,3-diferrocenilacrilato 3, confirmada por los datos de RMN de 
1H, contenido con un 85% de deuterio55. 
Estos resultados confirman la formación del intermediario vinilcarbeno en la 
interacción de la diferrocenilciclopropenona con ter-butóxido. 
 
 
Esquema 10d Reacción de obtención del terbutil-cis-2,3-diferrocenilacrilato 3 
 
2.4 Cationes diferrocenilciclopropenilos 
 
En 196758 y 197554 se describieron las primeras síntesis de las sales de 
cationes de ciclopropenilo59 con sustituyentes metalocénicos tales cómo 
tetracloroaluminatos de ferrocenildifenil- y triferrocenilciclopropenilos. Las 
 
 
58 Casi, M.; Eisenstadt, A.; J. Am. Chem. Soc.; 89 (1967) 5468-5469 
59 Klimova, E.I., Klimova Berestneva, T., Hernández Ortega, S., Méndez Iturbide, D., García Marquez, A., 
Martinez García, M., J.Organomet. Chem. 690 (2005) 3333-3339 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
30 
 
reacciones de estos cationes con los C-nucleófilos60, dan lugar a la formación de 
ferrocenilciclopropeno tetrasustituidos (Esquema 11). 
 
 
Esquema 11. Reactividad de los cationes diferrocenilciclopropenilos 
 
Los cationes 1-alcoxi-, 1-dialquilamino-, 1-metiltio- diferrocenilciclopropenilo fueron 
descritos en el año 2005 (Esquema 12). 
 
Esquema 12a. Reactividad de los diferentes cationes de diferrocenilciclopropenilos 
 
 
60 Fry, A.J.; Jain, P. S.; Krieger, R. L.; J. Organomet. Chem. 214 (1981) 381-390 
Capítulo II: Ciclopropenonas y cationes ciclopropenilos 
31 
 
 
 
 
Esquema 12b. Reactividad de los diferentes cationes de diferrocenilciclopropenilos 
 
La estructura del tetrafluoroborato de 2,3-diferrocenil-1-
morfolinociclopropenilo esta presentado en la Figura 10. Los sustituyentes 
ferrocénicos están orientados en direcciones opuestas y coplanares al anillo de tres 
miembros, el sustituyente morfolino posee la conformación de silla, ya que su 
conformación espacial fue determinada por medio de difracción de rayos X de 
monocristal61 CCDC No. 264421. 
 
 
Figura 10. Estructura de difracción de rayos X y la celda unitaria del compuesto 
2,3-diferrocenil-1-morfolinociclopropenona 
 
Los grupos amino pueden sustituirse por otros nucleófilos en las reacciones, 
por ejemplo con Na2S, obteniendo diferrocenilciclopropentiona57(Esquema 13). 
 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
32 
 
 
 
Esquema 13. Síntesis de la 2,3-diferrocenilciclopropentiona 
 
2.5 Heterociclos ferrocenílicos 
 
Las sales de diferrocenilciclopropenilo se empezaron a usar para la síntesis de 
heterociclos ferrocenílicos a partir del año 2005 en el departamento de Química 
Orgánica de la Facultad de Química, UNAM, en el grupo de trabajo de la Dra. Elena 
Klimova. Se ha reportado la síntesis de diferrocenilheterociclos a partir de los cationes 
diferrocenilciclopropenilicos con diferentes polinucleófilos: polínitrogenados (azidas, 
guanidinas, alquildiaminas, etc.), alquil- o arilmagnesianos, nitrocompuestos, con 
diferentes condiciones de reacción, fueron obtenidos productos estables, entre los que 
se encuentran derivados de diferrocenil- naftaleno61, cilopentandienona62 , 
oxazinas63, triazinas64, piridazinas65, arenos66, pirimidinas67, imidazoles68 , 
benzimidazoles69(Esquema 14). 
 
 
61 Klimova, E.; Klimova, T.; Cinquantini, A.; Corsini, M.; Zanello, P.; Toscano, R.; Hernandez, O.; Martínez 
García, M.; Org. Biomol Chem; 1 (2003) 4458-4464 
62 Klimova, E.; Martinez García, M.; Klimova, T.; Alvarez, T.; Backinoswsky, L.; Eur. J. Org. Chem; 35 (2006) 
4755-4760 
63 Klimova, T.; Klimova, E.; Flores Alamo, M.; Backinoswsky, L.; Synthesis; 21 (2006) 3706-3710 
64 a) Klimova, E.; Klimova, T.; Flores Alamo, Méndez Iturbide, D.; Martínez García, M.; Heterocyclic Chem; 46 
(2009) 477-483 
 b) Klimova, T.; Klimova, E.; Flores Alamo, M.; Martínez García, M.; Molecules; 14 (2009) 3161-3175 
65 Klimova, E.; Vazquez López, E.; Flores Alamo, M.; Klimova, T.; Martinez García, M.; J. Org. Chem; 4 (2009) 
4352-4356 
66 Klimova, E.; Klimova, T.; Backinoswsky, L.; Flores Alamo, M.; Ortiz Frade, L.; Martinez García, M.; J. 
Mendeleev Comm; 20 (2010) 312-313 
67 Klimova, E.; Vazquez López, E.; Flores Alamo, M.; Ortiz Frade, L.; Hernandez García, Sótelo Dominguez, V.; 
Martínez G., J. Heterocyclic Chem; 49 (2012) 1156-1162 
68 Klimova, E.; Flores Alamo, M.; Cortez Maya, S.; García R. J.; Ortiz Frade, L.; Méndez Stivalet, J.M., J. 
Organometallic Chem; 743 (2013) 24-30 
69 Sánchez García, J.; Ortiz Frade, M.; Martínez Klimov, M.; García, R.; Flores Alamo, M.; Ramírez, A.; 
Klimova, E.; O. J. Synthesis Theory and Applications; (2014) 44-52 
Capítulo II: Ciclopropenonas y cationes ciclopropenilos 
33 
 
 
 
Esquema 14. Reactividad de los cationes 2,3-diferrocenilciclopropenilos 
 
Como fue presentado en el Esquema 14, los 1,4-bis-dinitronucleófilos fueron 
usados en la síntesis de los diferrocenilvinilimidazoles a partir de sus reacciones con 
las sales de ciclopropenilos. Otros tipos de 1,4-bis-N,O-, O,S-, N,S, S,S, -
heteronucleófilos en las síntesis de compuestos heterocíclicos de cinco miembros no 
se han empleado hasta ahora. 
En particular, el presente proyecto se enfoca en el estudio de la reactividad de 
las sales de diferrocenilciclopropenilo con 1,2-aminoalcoholes, 1,2-aminofenoles, con 
el propósito de realizar la obtención de los derivados aromáticos y alifáticos de 
diferrocenil-1,3-azabutadienos, oxazoles, oxazinas, oxazepinas con dos sustituyentes 
ferrocenílicos. 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
34 
 
 
2.6 Resultados y discusión 
 
En esta sección se presenta, cómo parte fundamental del proyecto, la síntesis 
de las materias primas. Para ello se ha desarrollado un método para para obtener los 
diferentes cationes 2,3-diferrocenilciclopropenilo. La metodología propuesta para 
obtener la materia prima a partir de la 2,3-diferrocenilciclopropenona se conoce en la 
literatura57,62, esta metodología ya ha sido perfeccionada en el equipo de trabajo de la 
Dra. Klimova. 
Se inició con una nueva metodología para la síntesis de la 2,3-
diferrocenilciclopropentiona por medio de agentes tionantes que es el método de 
Lawenson, lo que nos permitió, desarrollar un método más eficiente para obtener el 
catión 2,3-diferrocenil-1-metiltiociclopropenilo, con base en los principios de química 
verde y economía atómica, ya que se hace énfasis en minimizar el empleo o la 
generación de sustancias tóxicas. 
Ya que dentro de los principios de química verde abarca los aspectos como el 
diseño de procesos que maximicen el uso de las materias primas, con el diseño de 
procesos energéticamente eficientes y una adecuada disposición de los desechos. 
 
2.7 Síntesis de los cationes de diferrocenilciclopropenilo 
 
En la primera etapa de la síntesis se realizó a partir del ferroceno con el 
tetraclorociclopropeno, que por medio de una alquilación de Friedel Crafts se obtiene 
la 2,3-diferrocenilciclopropenona 1, que es nuestra materia prima fundamental. 
La obtención de las sales de 2,3-diferrocenilciclopropenilo 2a-d se obtienen por 
medio de una serie de etapas, a partir de la 2,3-diferrocenilciclopropenona 1, que fue 
la materia prima para la síntesis de los diferentes cationes: primero se obtiene el 
tetrafluoroborato de 2,3-diferrocenil-1-hidroxíciclopropenilo 2a, que es un 
compuesto sólido de color vino, estable a temperatura ambiente, por medio de la 
reacción de la 2,3-diferrocenilciclopropenona 1 con ácido tetrafluoroborico en 
diclorometano. El catión 2a es el único catión que no se emplea cómo materia prima. 
El tetrafluoroborato de 2,3-diferrocenil-1-etoxiciclopropenilo 2b se obtuvo a partir de 
la 2,3-diferrocenilciclopropenona 1 con tetrafluoroborato de trietiloxonio en 
diclorometano, cómo sólido color rojo, estable a temperatura ambiente. El catión 2b 
es materia prima del catión 2c, que por medio de la adición de morfolina en 
diclorometano y su posterior precipitación en etanol, se logró obtener el 
tetrafluoroborato de 2,3-diferrocenil-1-morfolinociclopropenilo 2c. 
Capítulo II: Ciclopropenonas y cationes ciclopropenilos 
35 
 
 
El catión 2c fue usado cómo materia prima para obtener la 2,3-
diferrocenilciclopropentiona 3 por reacción de 2c con Na2S. El yoduro 2,3-
diferrocenil-1-metiltiociclopropenilo 2d se obtiene por adición de 3 con MeI 
(Esquema 15). Las características físicas y espectroscópicas de RMN de 1H, 13C de 
estos compuestos se conocen en la literatura57. 
 
 
Esquema 15: Síntesis de los cationes de 2,3-diferrocenilciclopropenilo 2a-d 
 
Cómo se puede observar en el Esquema 16 para la síntesis de los diversos 
cationes es necesario realizar una serie consecutiva de pasos, en los cuales requiere 
de tiempos adicionales y perdida de reactivos, para ello se propone que se obtendrá el 
compuesto de la 2,3-diferroceniltiona 3 por un método directo, con el uso de un 
agente tionante. 
 Cómo agentes tionantes se decidió utilizar el reactivo de Lawesson, con un exceso 
estequiometrico del 30% para asegurar que la reacción se llevara a cabo 
completamente, cabe mencionar que es necesario utilizar atmosfera inerte, ya que el 
reactivo de Lawesson es muy propenso a descomponerse en condiciones ambientales, 
la reacción se llevó a cabo con excelentes rendimientos del 90%. 
a) Agentes Tionantes 
 
Las transformaciones de los grupos carbonílicos en tiocarbonilicos son de suma 
importancia en la síntesis orgánica. Entre los reactivos más utilizados están el 
pentasulfuro de fosforo (P4S10) y el reactivo de Lawesson (RL) se utilizan 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
36 
 
principalmente para intercambiar el oxígeno, por azufre en la síntesis de 
heterociclos70. 
 
 
Figura 11. Agentes tionantes a) P4S10 y b) Reactivo de Lawesson 
 
El método más usual de realizar la tionación es mantener la mezcla de reacción 
en reflujo con diferentes disolventes: benceno, tolueno o xileno. El posible mecanismo 
de reacción con sus equilibrios de disociación del P4S10 y del reactivo de Lawesson se 
describe en el Esquema 14. 
 
 
 
Esquema 16. Mecanismos de disociación de los reactivos tionantes a) P4S10 y b) 
Reactivo de Lawesson 
b) Reactivo de Lawesson 
 
En las primeras síntesis del Reactivo de Lawesson iniciaron en 195671 y fueron 
obtenidos con diferentes aril tionofosfinsulfidos72 (Figura 11b). 
En 1978 Lawesson y colaboradores estudiaron las aplicaciones con el reactivo de 
Lawesson en la síntesis orgánica, en especial la conversión de los grupos carbonilicos 
a tiocarbonilicos. Actualmente el reactivo de Lawesson es comercial. El reactivo se 
puede preparar, con buenos resultados a partir del anisol con P4S10 (150°C, 6h, 
 
 
70 Turan Ozturk; Erdal Ertasm; Olcay Mert; Chem. Rev; 107 (2007) 5210-5278 
71 a) Scheibye, S.; Pedersen, B.S.; Lawesson, S.O.; Bull. Soc. Chim. Belg. 87 (1978) 229-238 
 b) Pedersen, B. S.; Scheibye, S.; Nilson, N.H.; Lawesson, S.O.; Bull. Soc. Chim. Belg. 87 (1978) 223-228 
72 Lecher, H. Z.; Greenwood,R.A.; Whitehouse, K.C.; Chau, T. H.; J. Am. Chem. Soc. 78 (1956) 5018-5022 
Capítulo II: Ciclopropenonas y cationes ciclopropenilos 
37 
 
 
~70%)73, otro método es anisol con azufre elemental y fosforo rojo (150-155°C, 6h, 
~76%)74. En el año 2000 Nishio et al. publicó la reactividad de diferentes tipos de 
compuestos orgánicos con que siguen el orden de reactivad 
alcoholes>amidas>cetonas>ácidos carboxílicos. 
 
 En la Tabla 2, se observa un comparativo para la obtención de la 2,3-
diferrocenilciclopropentiona 3 por el método convencional, basado en la 
transformacion de los cationes diferrocenilciclopropenilo con respecto al método 
directo a partir de la diferrocenilciclopropentiona 3. Se muestran los rendimientos 
obtenidos con ambos métodos. El reactivo de Lawesson solo se requiere una etapa de 
reacción, mientras que con el método convencional se requieren tres etapas y como se 
observa en cada etapa de reacción se obtienen buenos rendimientos. 
 En la reacción de la diferrocenilciclopropenona con el reactivo de Lawesson fue 
obtenido en una sola etapa de síntesis un ahorro del 40 % de la 2,3-
diferrocenilciclopropenona 1. Esto es muy importante debido a que la materia prima 
para obtener el compuesto 1 es muy costosa y difícil de importar, esto siempre ha sido 
una limitante, para la obtención de nuestros productos. 
 
Tabla 2. Comparación de los métodos de obtención de la 2,3-
diferrocenilciclopropentiona 
 
 Materia prima 
2,3-
diferrocenilciclopropenona 
Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 
Rendimiento 
final 
Método 
Convencional 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
50.6 % 
Rendimiento 100 % 85 % 70% 85% 
 
 
Método por el 
Reactivo de 
Lawesson 
 
 
Etapa 1 Rendimiento 
 
 
 
90 % 
Rendimiento 100 % 90 % 
 
 
73 Cava, M.P.; Levison, M.I.; Tetrahedron; 41 (1985) 5061-5087 
74 Mazitova, F.; Khairullin, V.K.; ZhOkN; 51 (1981) 958-959 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
38 
 
El mecanismo propuesto para la obtención de la 2,3-diferrocenilciclopropentiona 3, se 
muestra en el Esquema 17. 
 
 
Esquema 17. Mecanismos de Reacción de la 2,3-diferrocenilciclopropenona 1 con 
reactivo de Lawesson 
 
El reactivo de Lawesson (ditioanhidrido del ácido 4-metoxi-metitiofenico) en 
solución está en equilibrio con un iluro de difosfina que es más reactivo. 
La reacción se lleva a cabo con un grupo carbonilo que dará lugar a la 
formación de un intermediario tiaoxafosfetano, mediante la formación del enlace P=O, 
en un solo paso, posteriormente se realiza la conversión de un grupo cetona por un 
grupo tiona. 
 
2.8 Parte Experimental: 
 
Instrumentos y reactivos utilizados 
 
 Todos los reactivos utilizados son marca Sigma-Aldrich y se utilizaron sin 
ninguna purificación adicional. Los disolventes anhidros de marcas Sigma-Aldrich y 
Becker utilizados fueron adquiridos de proveedores. 
Los disolventes anhidros fueron preparados por métodos convencionales. 
La mayoría de las reacciones se llevaron a cabo en atmosfera de oxígeno y algunas 
bajo atmosfera inerte utilizando Argón y todas fueron monitoreadas por 
cromatografía en capa fina (CCF) utilizando cromatofolios de acetato recubiertos de 
sílice POLYGRAM® SIL G/UV 254 de 0.20 mm, se utilizaron cómo fase estacionaria y 
cómo fase móvil diferentes sistemas de hexano-eter, hexano-diclorometano, 
utilizando la luz ultravioleta a una longitud de onda de 254 nm para revelear las 
placas. 
Capítulo II: Ciclopropenonas y cationes ciclopropenilos 
39 
 
 
La purificación de los productos se realizó mediante cromatografía en columna 
utilizando óxido de aluminio neutral, cómo fase estacionaria (Actividad de Brookman 
III) y diferentes disolventes utilizados en la fase móvil, hexano, éter, acetato de etilo, 
diclorometano, metanol. 
En la evaporación de los disolventes se utilizó un rotavapor marca Buchi modelo R215 
con baño térmico modelo B-491, acoplado a una bomba de membrana V-700. 
Los puntos de Fusión se midieron en un aparato Fisher marca ESEVE y los valores no 
están corregidos. 
 
Instrumentación 
 
Los equipos que se citan a continuación se encuentran dentro de las 
instalaciones de la Unidad de Servicios de Apoyo a la Investigación e Industria (USAII) 
en el edificio “Mario Molina” de la Facultad de Química UNAM. 
 
 
Resonancia Magnética Nuclear 
 
Los espectros de resonancia magnética nuclear de proton (RMN de 1H) y los 
espectros de resonancia magnética nuclear de carbono (RMN de 13C) se registraron en 
los equipos Agilent-Inova-300 y Varian VNMRS-400, y están reportados en partes por 
millón a menor campo que el tetrametilsilano TMS y se utilizó el TMS cómo referencia. 
Los datos están reportados de la siguiente forma: desplazamiento químico, 
integración, multiplicidad de señal (an=ancha, s=simple, d=doble, t=triple, 
c=cuádruple, m= múltiple, dd=doble de dobles), las constantes de acoplamiento están 
descritas en Hertz (Hz). 
 
Espectroscopia de Infrarrojo 
 
Los espectros de infrarrojo se determinaron en la región de 4000-400 cm-1. 
Los espectros de infrarrojo (IR) se obtuvieron usando un espectrómetro Perkin Elmer 
Spectrum-400 FT-IR/FT-FIR de referencia total atenuada, a una temperatura de 298 
K, se utilizó el estandard de poliestireno cómo referencia. Los datos están 
representados de la siguiente forma: frecuencia de adsorción (cm-1), intensidad de la 
adsorción (f=fuerte, m=media, d= débil, an=ancha). 
 
Análisis Elemental 
 
Los análisis elementales se realizaron en un analizador elemental Perkin Elmer 
Precisely Serie II CN/O 2400, empleando un estándar de cistina. 
 
 
Estudio de la reactividad de las sales de diferrocenilciclopropenilo con bis-1,4-heteronucleófilos 
40 
 
Espectrometría de masas 
 
Los espectros de masas se obtuvieron en un equipo JEOL JMSAX505 utilizando 
la técnica de detección de iones positivos por introducción directa de impacto 
electrónico (IE) a un potencial de ionización de 70 eV, utilizando como gas Xenon, y de 
bombardeo con átomos rápidos (FAB+), en un equipo MAT90 en una matriz de 3-
nitrobencilalcohol, y en el Espectrófotometro de masas TOF acoplado a análisis 
directo de muestras, marca Perkin Elmer, Modelo: DSA-AXIONTOF2, con el tipo de 
ionicazión APCI (Ionización química a presión atmosférica) por iones positivos. 
 
Difracción de rayos X de monocristal 
 
Los datos de difracción de rayos X de monocristal se colectaron en un 
difractometro Oxford Diffraction Gemini A con un detector de área CDD y cómo fuente 
de radiación Mo-Ka (=0.7103 Å) a 298 K. Mientras que la resolución estructural de 
los compuestos se realizó por Métodos Directos mediante los programas SHELXL-97 y 
refinados por el método de Mínimos Cuadrados (Full Matrix Least Squares F2). Las 
distancias interatómicas se expresan en Angstroms (Å) y los ángulos en grados (°)75. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
75 Sheldrick, G. M.; Acta Crystallogr. Sect. A: Found Crystallogr. A64 (2008) 112-122 
Capítulo II: Ciclopropenonas y cationes ciclopropenilos 
41 
 
 
a) Síntesis de la 2,3-diferrocenilciclopropanona 176 
 
A una solución de ferroceno (5.6 g, 30 mmol) y tetraclorociclopropeno (2.3 mL, 
20 mmol) en diclorometano anhidro (200 mL) con agitación constante, se adicionó 
por fracciones tricloruro de aluminio (0.67 g, 5.0 mmol) durante 20 min. La mezcla se 
agitó por 30 min. a temperatura ambiente, posteriormente se le adicionó agua, la fase 
orgánica fue separada y la acuosa fue extraída con diclorometano (2x50 mL) para 
extraer los restos del producto. Fueron colectadas todas las fases orgánicas y el 
disolvente orgánico se evaporó al vacío, el producto fue purificado por cromatografía 
en columna de Al2O3, obteniéndose 5.7 g de 2,3 diferrocenilciclopropanona 1 
(eluyente hexano-diclorometano 1:1)